本发明属于粉末涂料,具体涉及一种粉末涂料用改性聚酯树脂及其制备方法。
背景技术:
1、粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。与传统液体涂料不同,它不采用溶剂或水作为分散介质,是一种环保,经济,高效,无voc排放的绿色涂料,被广泛应用在金属涂装、建筑装饰、电器和电子产品涂装、家具制造、管道涂装等领域。
2、目前,随着材料、金属现代科学技术的快速发展,使得仪器、部件等的设计、生产向着小型化、轻量化等方向发展,由此产生的大量热量将直接影响到电子器件的工作稳定性和完全可靠性。因此,对粉末涂料的散热性能、导热性能等技术提出了更高的要求。目前为了提高粉末涂料的散热性能,往往在其中添加各种散热助剂,包括石墨烯、碳纳米管、氮化铝、碳化硅等,这些传统的散热助剂导热的原理大致为:其自身的高导热性或在聚合物基体内部形成联通的通道以提高散热效果,但是制备的粉末涂料中填料含量多,且颗粒大,导致涂层表面越来越粗糙、结构趋向疏松,基料包裹不了填料,出现单纯的填料堆积现象,排布也趋向无序,反而会破坏这种“热通道”,导致粉末涂料整体的散热效果差,最终制备的粉末涂料综合性能差。专利申请号为cn108300136a的中国专利申请文件公开了一种石墨烯散热涂料的制备方法及产品,其配方由环氧树脂、聚酯树脂、聚硅氧烷树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂、脱气剂、增光剂、炭黑、纳米碳管、石墨烯、填料组成,各组分通过配料→预混合→分温段熔融挤出→压片→粉碎→筛分等工序,即得石墨烯散热粉末涂料,其中添加的石墨烯为微米尺寸,在粉末涂料中也很难充分分散,所得散热涂料的导热、散热性能较差。
3、因此,如何改善聚酯粉末涂料的散热性能,扩大其应用领域,具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种粉末涂料用改性聚酯树脂及其制备方法,以解决现有技术中聚酯粉末涂料的散热性能较差的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、本发明第一方面提供了一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,包括以下步骤:
4、s1、将羟基化六方氮化硼加入去离子水中,升温至95-100℃,搅拌分散,得到混合液,冷却至室温,加入改性聚乙二醇,搅拌0.5-1h后,通入氮气保护,在18-20℃下继续搅拌反应,直至ph值为7-7.3时停止搅拌,过滤,洗涤,干燥,得到改性六方氮化硼;所述改性六方氮化硼由改性聚乙二醇与羟基化六方氮化硼发生化学反应制备而成,其中聚乙二醇由聚乙二醇与多聚磷酸发生酯化反应制备而成,得到改性聚乙二醇,改性聚乙二醇的分子的两端都含有活性基团,一端可以与六方氮化硼纳米粒子的表面形成化学键,从而降低六方氮化硼的表面能,改善了六方氮化硼与聚酯基体的相容性,提高其分散性能;另一端可以与聚酯的端羧基/羟基发生反应,使聚酯树脂和六方氮化硼纳米粒子之间的界面在分子尺度上发生化学反应,进一步提高六方氮化硼在聚酯基体中的均匀分散。
5、s2、将二元醇、改性六方氮化硼、二元酸和催化剂进行混合,通入氮气保护,升温至235-250℃进行反应并保温;
6、s3、待树脂的酸值达到6-12mgkoh/g时,降温至190-210℃,加入酸解剂,升温至240-250℃进行封端反应,控制聚酯的酸值在40-48mgkoh/g;
7、s4、在真空度为-0.094~-0.1mpa下进行真空缩聚反应,控制树脂的酸值在25-30mgkoh/g;
8、s5、降温至200-220℃,加入固化促进剂和抗氧剂,搅拌均匀,冷却至室温,得到改性聚酯树脂。
9、进一步地,二元醇、改性六方氮化硼、二元酸、催化剂、酸解剂、固化促进剂和抗氧剂的用量比为28-35g:8-12g:45-55g:0.05-0.15g:4-12g:0.03-0.05g:0.01-0.02g。
10、进一步地,s1中羟基化六方氮化硼、去离子水和改性聚乙二醇的用量比为16.5-16.8g:300ml:7.2-7.5ml。
11、进一步地,s1中所述改性聚乙二醇通过以下步骤制备:
12、将聚乙二醇和多聚磷酸进行混合,在90-92℃下进行搅拌反应3-3.5h,冷却至室温,得到改性聚乙二醇;其中聚乙二醇和多聚磷酸的用量比为5.0-5.2g:0.56-0.58g。
13、进一步地,所述二元醇为新戊二醇、1,3-丙二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙基丁基丙二醇中的至少一种。
14、进一步地,所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、1,4-环己烷二酸中的至少一种。
15、进一步地,所述催化剂为有机锡类、钛系催化剂中的一种;所述酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、偏苯二酸酐中的一种。
16、进一步地,所述固化促进剂为四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、卞基三乙基氯化铵中至少一种;所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
17、进一步地,s1中羟基化六方氮化硼通过如下步骤制备:
18、将六方氮化硼和胆酸钠加入去离子水中,超声分散,离心,过滤分离,烘干,得到羟基化六方氮化硼;其中六方氮化硼、胆酸钠和去离子水的用量比为1g:0.01g:40ml。
19、本发明第二方面提供了由前述第一方面所述的制备方法得到的粉末涂料用改性聚酯树脂。
20、本发明的有益效果:
21、本发明中所制备的改性聚酯树脂由二元醇、改性六方氮化硼、二元酸、催化剂、酸解剂、固化促进剂和抗氧剂制备而成,通过在聚酯树脂的制备过程中引入改性六方氮化硼,增加了聚酯树脂的韧性、硬度和热稳定性能。此外,其表面接枝的改性聚乙二醇分子链上含有磷元素,赋予了聚酯树脂的阻燃性能,进一步扩大改性聚酯树脂的应用领域。
22、本发明所提供的粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,制备过程简单,原料易得,适合大规模化生产。制得的用于粉末涂料的改性聚酯树脂具有优异的力学性能、热稳定性、散热导热性能和阻燃性能。进一步地,由本发明所提供的改性聚酯树脂制备而成的聚酯树脂粉末涂料具有优异的散热能力、力学性能以及阻燃性能等特性,在电子电器、消防器具、建材、汽车等领域具有潜在的应用价值。
1.一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,二元醇、改性六方氮化硼、二元酸、催化剂、酸解剂、固化促进剂和抗氧剂的用量比为28-35g:8-12g:45-55g:0.05-0.15g:4-12g:0.03-0.05g:0.01-0.02g。
3.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,s1中羟基化六方氮化硼、去离子水和改性聚乙二醇的用量比为16.5-16.8g:300ml:7.2-7.5ml。
4.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,s1中所述改性聚乙二醇通过以下步骤制备:
5.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,所述二元醇为新戊二醇、1,3-丙二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙基丁基丙二醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、1,4-环己烷二酸中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,所述催化剂为有机锡类、钛系催化剂中的一种;所述酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、偏苯二酸酐中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,所述固化促进剂为四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、卞基三乙基氯化铵中至少一种;所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性聚酯树脂的制备方法,其特征在于,s1中羟基化六方氮化硼通过如下步骤制备:
10.一种粉末涂料用改性聚酯树脂,其特征在于,由权利要求 1-9 任意一项所述的制备方法制备而成。